即：摩擦吸引轻小物体的电荷性质其实是一种磁效应，原因是摩擦产生了磁场， 磁场磁化了碎纸屑，进而导致摩擦过的物体能吸引轻小物体.从这个角度我们就 可以用磁场来统一电场，实现电磁学真正统一.关于电荷在电子之间定向移动产 生电流的问题，我们认为电子作为一种普通粒子，不具有任何电性，只有自旋和 动量属性， 电荷定向转移形成电流的过程是电子之间的线性碰撞力传递，电流是 电子动量在电子之间定向转移的过程.电荷和电流可以在这里得到合理的解释， 而关于磁场的本质，由于磁场的单元是磁矩，这个磁矩主要指电子磁矩，我们认 为电子作为一个磁元磁矩存在， 电子自旋过程中碰撞了周围游离的介质粒子，使 其回旋运动产生了一个涡旋力， 这个力就是磁场的磁力，磁场线就是介质粒子的 回旋运动路径，这样可以很好的解释磁场的本质.
（3）
根据上式， 从安培电流元磁场可以推出库仑定律，从而证明摩擦电场是静置电流 元磁场，从而说明电场电荷的作用力其实是磁场磁力的作用力（注：这说明摩擦 起电的本质是摩擦产生磁场）.考虑磁场都是偶极场，那么可以推导得出摩擦电 场也是偶极场（注：传统电磁学理论认为摩擦电场是单极场，而这里我们推理得 出摩擦电场是偶极场， 如果没有新的实验证明摩擦电场是偶极场，就可以宣布这 套理论的根本性错误，所以需要有新实验来支撑这套新理论），这就意味摩擦起 电实验中的场源电荷并非是单极子，而是磁偶极子或并不存在电单极子：电荷. 那么，我们需要对整个电磁学中有关电荷的概念都进行重新定义： 传统认为电子具有电荷属性，电荷在电子之间的定向转移形成电流.对于在不存 在电荷条件下的电流，我们可以把电流定义为一种线性力传递，即：电子作为一 种普通粒子存在，不具有电荷属性，只具有质量、自旋和动量属性.由于其动量 属性的存在，电子之间的线性碰撞力传递形成了电流.根据经典电磁学，对于传 导电流，将单位时间内流过导体内某截面上的电荷量定义为通过该截面的电流， 它是一个物理量，用 I 表示，其单位是安培 A ，微观电流表达式 I nesv ，n 为 单位体积内自由电荷数，e 为电子的电荷量，s 为导体横截面积，v 为电荷速度， 数学表达式为：
= Ek dl
a
b
(13)
(注：通过对比可以看出，新电动势的定义比传统电动势的定义更加形象生动.) 根据欧姆定律关于电压（电势差）的本质，传统的定义是：AB 两点间的电势之 差，也称为电位差，叫做 AB 两点间电压或电势差，数学定义为电荷 q 在电场中 从 A 点移动到 B 点，电场力所做的功 WAB 与电荷量 q 的比值，用符号 U AB 表示, 公式为：
dF12 k
I 2 dl2 ( I1dl1 er ) r2
（1）
以上表示的是两载流导线之间的相互作用力与两电流元 I1dl1 和 I 2 dl2 的乘积以及 单位矢量 er 成正比，与距离 r 2 成反比的数学表达式.考虑到对于摩擦场，其磁场 仅分布于摩擦物体的表面， 我们可以把这样的一个磁体看作一个静置电流元磁场， 故而不用考虑单位矢量 er 的关系， 那么静置电流元磁场不考虑位失 er 情况下可变 换为：
Ip
dq dp q p dt dt
（5）
根据以上对电流的定义，我们可以很好的解释自然界的静电现象.比如：在干燥 的夏天，门把手很容易带静电，开门的时候不小心就会有触电的感觉，传统的解 释是金属门把手带有电荷， 正确的解释是金属门把手带有电子动量势，触电的感 觉是电子动量从高势能向低势能力传递的过程中手指对这种动量的刺激做出的 反应.从中可以得出，静电场不带电荷，只带电子动量.（注：用电子动量来解释 静电和电流，比用传统的电荷解释起来更加的形象和基本，这是新理论的亮点） 根据传统电磁学的关于电流密度的定义：电流密度是一个矢量，用 j 表示，单位 是 A / m2 ， 表示的是导体内 P 点的电流密度 j 的方向与 P 点处正电荷的运动速度 v 的方向一致； 电流密度 j 的大小等于单位时间内通过 P 点附近垂直于电荷运动速 度 v 的单位面积上的电荷量，即：
论电荷与磁场背后的动力学作用机制
凡伟 （ 云南大学物理系 昆明 650091）
摘要：虽然电磁学早已经统一，但是直到现在电场和磁场仍然被视为两个客体. 通常认为电场比磁场更基本，静止电荷产生电场，运动电荷产生磁场.而下文证 明磁场比电场更基本，电场的本质是磁场.电子作为一种普通粒子存在，不具有 电荷属性，只具有自旋和动量属性，其中动量属性形成电流，自旋属性产生涡旋 磁力.其中，磁场具有两种表现形式，一种是球对称的梯度场，另一种是轴对称 的旋度场.在不需要电荷和电场作用下，最终证明高斯定律的纯几何算符不能作 为判定电场和磁场有无场源的依据，且磁场有同心重合的点磁偶极子作为场源： 磁元.麦克斯韦电磁变化表示不是变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场， 而是变化的磁场产生电动势， 变化的电动势产生磁场，而电动势是不依赖于电荷 存在的一种粒子动量势能.故而，下文可以彻底改写麦克斯韦方程组，毫无夸张 的说，这是一次电磁学领域的日心说革命.
I p J dS
s
（8）
闭合曲面 S 的电流表示为
Ip J ds
S
（9）
按照电流密度 J 和电流 I 的定义，通过闭合曲面 S 的电流，就是单位时间内从闭 合曲面 S 内向外流出电子动量的数量，根据动量守恒，通过闭合曲面 S 流出的电 子动量的数量应等于闭合曲面 S 内电子动量的减少量.因此，单位时间内从闭合 曲面 S 内向外流出的电子动量的数量（即通过闭合曲面 S 的电流）等于闭合面内 电子动量的数量 Pint 的减少率，即
U AB
WAB q
（14）
考虑到电荷量 q 的本质是电子动量的数量 p ，那么，根据上式，新的电压数学表 达式就可以表述为：
U AB
WAB p
（15）
那么新电压 （电势差） 的本质就可以从新定义为： AB 两点间的电子动量势之差， 叫做 AB 两点间电压或电势差，数学定义为电子动量 p 在电场中从 A 点移动到 B 点，电场力所做的功 WAB 与电子动量的数量 p 的比值，用符号 U AB 表示.进一步 可以说明电子动量势在闭合回路中产生电流的过程， 本质是电子动量势从高势能 向低势能运动寻求一种力平衡的作用力原理.（注：新电压的定义比传统电压更 加形象生动） 关于电阻的本质， 传统的定义为： 导体对电流阻碍作用的大小， 用字母 R 表示. 电 阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受 温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高 1℃时电阻值发生变化 的百分数，其中，如果用 l 表示导体的长度，用 s 表示导体的横截面积，用 表 示电阻的电阻率，满足关系：
dpint =0 ，那么恒定电流的连续性方 dt

S
J ds 0
（11）
通常，电源的基本参数称之为：电动势.定义为非静电力将单位正电荷从负极经 电源内部移到正极的过程中所做的功，其单位为伏特（V）.表示为：
= Ek dl


(12)
根据以上定义，电子的电荷属性表示的是动量属性 q p ，那么新的电动势物理 意义表示的就是电子从低势能到高势能运动的趋势， 数学定位为单位电子从电源 电子动量低势能的一端 a 经过电源内部移动到高势能的另一端 b 所作的功， 其单 位为伏特（V）.其数学表达式为：
1：摩擦电场是静置电流元磁场及其有关物理量的重新定义
在摩擦起电实验中， 对于摩擦物体具有吸引轻小物体的性质，我们这里认为摩擦 产生了摩擦电流，电流可以极化物体内部混乱的磁矩，进而产生磁场.极化的磁 场可以磁化轻小物体， 进而与轻小物体相互吸引，摩擦过的物体具有吸引轻小物 体的性质，是两磁性物体的磁力相互作用.这种磁场可称为安培电流元磁场，也 就是说摩擦产生的静电场其实是安培电流元磁场， 两电流元磁场满足安培力关系 式：
关键词：电荷；电场；磁场；动力学；电荷和磁础物理学概念背后的本质，一直很神秘. 公元前 600 年左右，希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象 .16 世纪， 英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念， 美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概 念.且电荷有两种：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正 电；两种电荷间的相互作用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.而关于电流 的本质，我们认为电子具有电荷属性，电荷在电子之间的定向转移形成电流，同 时电荷之间的作用力通过电场来实现，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电 场. 可是问题有了，电荷的本质是什么？为什么有正电荷和负电荷？正负电荷背 后的本质是什么？同时为什么电子会具有电荷属性？电荷在电子之间是如何转 移产生电流的？电场和磁场的本质又是什么？显然这是一个让任何一位电磁学 专家都要犯难的问题. 考虑到电场中同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引；而磁场中，同名磁极 相互排斥、异名磁极相互吸引.那么，我们是否可以用磁场的两极性质去解释正 负电荷呢？相信历史上有很多科学家都有过这样的想法， 但是这种寻求更高层次 的统一，需要磁场类似电场存在电荷一样的存在磁荷，但是直到现在，没有任何 实验可以证明磁单极子（磁荷）的存在.不过麦克斯韦做了开创性的一步，即变 化的电场产生磁场， 变化的磁场产生电场，一定程度上我们认为麦克斯韦统一了 电磁场，不过，麦克斯韦理论并非完美无瑕的，麦克斯韦电磁学理论至少存在三 大缺陷：第一个是麦克斯韦电磁学理论依赖于‘场’这个抽象的哲学概念，从物 理学的角度用一个哲学概念来解释物理现象是不恰当的， 第二个是麦克斯韦经典 电磁学理论无法形象的解释正负电荷、电流以及电压背后的本质；第三个是麦克 斯韦还不能解释电场和磁场的本质是什么？也就是无法给出电场和磁场背后的 动力学作用机制.同时，虽然麦克斯韦证明变化的电场能产生磁场、变化的磁场 能产生电场，但是却不能用其中的一个概念去彻底解释另一个概念. 从传统的角度， 我们认为静止的电荷产生电场，运动的电荷产生磁场.所以更 倾向的觉得电场比磁场更基本一点，磁场属于电场的另一面.不过，考虑到摩擦 起电实验中实际产生的是摩擦电流， 那么我们认为摩擦产生的是安培电流元磁场，